空対空電池は1km以上の航続距離を提供します。 欠陥？ それらは使い捨てです。
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数日前、私たちは「アルミニウムと謎の電解質を使用した電池を発明した」「発明技術者」、「XNUMX人の子供の父親」、「海軍退役軍人」について触れました。 このトピックの展開はあまり信頼できないことがわかりましたが、情報源である Daily Mail のおかげでもありますが、問題は補足する必要があります。 もし英国がアルミニウム空気電池を扱っていたとしたら、それは実際に存在し、実際に数千キロメートルの航続距離を提供することができます。
デイリー・メール紙が「XNUMX人の子供の父親」と表現したこの発明者は、まったく新しいもの（無毒の電解質）を開発し、すでにそのアイデアを販売する交渉に入っている人物として紹介された。 一方、アルミニウム空気電池の話題は数年前から開発されてきました。
しかし、最初から始めましょう:
目次
- アルミニウム空気電池 - 早く生きて、若くして死ぬ
- Tesla Model 3 の長距離航続距離は 1 km 以上ですか? できるかもしれない
- Alcoa および Phinergy アルミニウム/空気電池 - まだ使い捨てですが、よく考えられています
- 概要またはデイリー・メールを批判した理由
アルミニウム空気電池は、アルミニウムと酸素および水分子との反応を利用します。 化学反応 (式は Wikipedia で確認できます) では、水酸化アルミニウムが形成され、最終的に金属は酸素と結合して酸化アルミニウムを形成します。 電圧はかなり急速に低下し、すべての金属が反応すると、セルは動作を停止します。 リチウムイオン電池とは異なり、 エアエアエレメントは充電して再利用することはできません。.
使い捨てです。
はい、これは問題ですが、細胞には非常に重要な特徴が XNUMX つあります。 質量に比べて巨大な蓄積エネルギー密度。 これは8kWh/kgです。 一方、最高のリチウムイオン電池の現在のレベルは 0,3 kWh/kg です。
Tesla Model 3 の長距離航続距離は 1 km 以上ですか? できるかもしれない
これらの数字を見てみましょう: 最新の最高のリチウム電池では 0,3 kWh/kg、アルミニウム電池では 8 kWh/kg - リチウムはほぼ27倍悪い！ 実験でアルミニウム空気電池が達成した密度は「わずか」 1,3 kWh/kg (出典) であることを考慮しても、これは依然としてリチウム電池よりも XNUMX 倍以上優れています。
したがって、何を計算するのに優れた計算機である必要はありません。 Al-air Tesla Model 3 Long Range バッテリーを搭載すると、現在のリチウムイオン電池の航続距離は 1 km ですが、バッテリーでの航続距離はほぼ 730 km に達します。。 これは、ワルシャワからローマまでよりもはるかに短いわけではなく、ワルシャワからパリ、ジュネーブ、またはロンドンまでよりも小さいです。
残念なことに、リチウムイオン電池の場合、テスラで 500 キロメートル走行した後、車が提示する時間だけ充電器に接続して、次に進みます。 Al-air セルを使用する場合、ドライバーはバッテリーを交換する必要があるステーションまで行かなければなりません。 またはその個々のモジュール。
また、要素としてのアルミニウムは安価ですが、要素を毎回最初から準備する必要があるため、高音域でのゲインが実質的に無効になります。 アルミニウムの腐食は、電池を使用していないときにも発生する問題ですが、電解液を別の容器に保管し、アルミニウム空気電池が必要なときにポンプで汲み上げることで、この問題を解決しました。
Phinergyはこれを思いつきました:
Alcoa および Phinergy アルミニウム/空気電池 - まだ使い捨てですが、よく考えられています
空気電池はすぐに使用できます コマーシャル まあ、軍事用途でも使用されています。 これらは Alcoa と Phinergy によって作成されました。 これらのシステムでは、電解液は別の容器に入っており、個々のセルは上からコンパートメントに挿入されたプレート (カートリッジ) です。 次のようになります:
イスラエルのアルコア社の航空用バッテリー（アルミニウム空気）。 Alcoa 電解液移送装置の側面にあるチューブに注目してください (c)
バッテリーの始動は、チューブに電解液を送り込むことによって行われます (バッテリーはバックアップとして機能するため、おそらく重力によって行われます)。 バッテリーを充電するには、使用済みのカートリッジをバッテリーから取り外し、新しいカートリッジを挿入します。
したがって、マシンの所有者は重いシステムを持ち歩き、いつか必要に応じてそれを使用することになります。 また、充電が必要になった場合は、適切な資格を持つ人が車を交換する必要があります。
リチウムイオン電池と比較して、アルミニウム空気電池の利点は、製造コストが低いこと、コバルトが不要であること、製造時の二酸化炭素排出量が少ないことです。 欠点は、使い捨てであり、使用済みカートリッジをリサイクルする必要があることです。
概要またはデイリー・メールを批判した理由
アルミニウム空気燃料電池 (Al-air) はすでに存在しており、時々使用されており、過去 XNUMX 年ほどで非常に集中的に研究されてきました。 しかし、リチウムイオン電池のエネルギー密度の増加と繰り返しの充電の可能性により、この話題は薄れてきました。 特に自動車業界では、数百万個のバッテリーを定期的に交換するのは気が遠くなるような作業です。.
デイリー・メール紙が報じた発明者はおそらく何も発明したのではなく、自らアルミニウム空気電池を設計したのではないかと私たちは疑っている。 もし彼が説明しているように、デモンストレーションで電解質を飲んだのであれば、彼はこの目的のために純水を使用したに違いありません。
> 2人の子供の父親がXNUMXkmのバッテリーを発明した？ うーん、はい、でもいいえ 🙂 [デイリーメール]
アルミニウム空気電池の最大の問題は、アルミニウム空気電池が存在しないことではなく、実際に存在することです。 問題は、一時的なコストと高額な交換コストです。 「充電」には工場への訪問と熟練した作業員が必要なため、このような電池への投資は遅かれ早かれリチウムイオン電池に比べて経済的意味を失うことになる。
ポーランドには約 22 万台の自動車が存在します。 ポーランド中央統計局 (GUS) によると、私たちは年間平均 12,1 千キロメートルを運転します。 したがって、アルミニウム空気電池が平均して 1 km ごとに交換されると仮定すると (単純化して計算します)、これらの車はそれぞれ、年間 210 回ガレージを訪れる必要があります。 これらの車はそれぞれ、平均して 10 日ごとにガレージを訪れました。
毎日603台の車がバッテリーを待っています。、日曜日も開催中！ しかし、そのような交換には、電解液の吸引、モジュールの交換、これらすべての確認が必要です。 また、後で処理するために、誰かがこれらの使用済みモジュールを全国から集めなければなりません。
私たちの批判がどこから来たのか理解できましたか?
編集注記 www.elektrowoz.pl: 前述の Daily Mail の記事では、これは「電池」ではなく「燃料電池」であると述べられています。 ただし、正直に言うと、「燃料電池」は、ポーランドで施行されている「蓄電池」の定義に該当します。 (たとえば、ここを参照してください)。 ただし、アルミニウム空気電池は燃料電池と呼ぶことができます (そうすべきです) が、リチウムイオン電池は燃料電池と呼ぶことができません。
燃料電池は、外部から供給される物質 (多くの場合酸素を含む) の原理に基づいて動作し、他の元素と反応して化合物を形成し、エネルギーを放出します。 したがって、酸化反応は燃焼よりも遅くなりますが、通常の腐食よりも速くなります。 プロセスを逆にするには、ほとんどの場合、まったく異なるタイプのデバイスが必要になります。
一方、リチウムイオン電池では、イオンが電極間を移動するため、酸化は起こりません。
www.elektrowoz.pl の編集注記 2: サブタイトルの「一生懸命生きて、若くして死ぬ」は、この主題に関する研究の XNUMX つから引用されています。 アルミニウム空気電池の詳細が説明されているので、気に入っています。
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